[发明专利]一种X100管线钢用高强高韧埋弧焊丝

说明书

技术领域

本发明属于钢铁产品线材类，特别涉及一种X100管线钢用高强高韧埋弧焊丝，该焊丝与碱性焊剂匹配时能够获得适应X100管线钢焊接接头要求的焊缝，其抗拉强度大于760MPa，焊缝金属-40℃冲击功大于150J。

背景技术

管线钢用于制造石油、天然气输送管道用焊管，天然气输送管道通常采用大口径高压输送的方式，这种输送方式对板材提出了高强、高韧的要求。近年来，高等级管线钢(如X80)开始大范围的应用在管道工程中，如中国的西气东输二线主线全部采用X80管线钢铺设。更高等级的管线钢(X100)也已经被开发出来，将会逐步应用到工程中去。由于X100以上的管线钢强度非常高，而且管道对焊管的低温韧性要求非常高，因此要求采用的埋弧焊丝和焊剂匹配焊接的焊缝也具有高强、高韧的特性。

国内使用最广泛的埋弧焊丝为H08MnMoTiB(专利号CN1068528A)，该焊丝与SJ101焊剂匹配能够获得良好的焊缝冲击韧性以及抗拉强度，在陕京线、陕京二线、西气东输一线等国家重大输气管线中得到了大量的应用，并获得良好的效果。但是该焊丝匹配管线钢的等级主要范围在X60～X70之间，在匹配X80时，焊缝强度稍显不足。

现有国内管线用埋弧焊丝匹配的管线钢钢级X70及以下包括中国专利CN1068528A、CN1273897、CN1077152、CN1273897A、CN1305879A。匹配X80管线钢的的焊丝如中国专利CN1376553A、CN101104229。中国专利CN1376553A主要化学成分为Mn、Si、Mo、Ni、Ti、B、Cu、Zr等元素，通过多元素综合作用提高焊缝的强度和韧性；中国专利CN101104229主要化学成分为Mn、Si、Mo、Cr、Ti、B等元素，该专利在专利CN1068528A基础上提高Mn含量，同时加入Cr来提高焊缝的强度以适应X80。

中国专利CN1376553A焊丝与焊剂SJ102匹配后得到的焊缝强度在650MPa左右。中国专利CN101104229焊丝与BGSJ101-G焊剂匹配能得到焊缝金属抗拉强度大于700MPa；焊缝金属-20℃冲击功大于150J。

焊缝强度达到X100要求的焊丝如中国专利CN1919524，化学成分为：C0.06～0.12，Si0.03～0.20，Mn1.50～2.00，Cr0.20～0.60，Ni1.40～2.60，Mo0.10～0.50，Cu0.10～0.60，Ti0.06～0.20，B0.002～0.010，余量为Fe及不可避免的杂质。该焊丝与碱性烧结焊剂匹配，焊缝的抗拉强度≥800MPa，-40℃冲击韧性A_KV≥47J。该焊丝的强度达到了X100大于760MPa的要求，但是冲击韧性值偏低，有待于进一步提高。

发明内容

本发明的目的提供一种X100管线钢用高强高韧埋弧焊丝，与管线钢X100相匹配的高强高韧埋弧焊丝，该焊丝与碱性焊剂匹配时能够获得适应X100管线钢焊接接头要求的焊缝，其抗拉强度大于760MPa，焊缝金属-40℃冲击功大于150J。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种X100管线钢用高强高韧埋弧焊丝，其成分重量百分比为：C0.01％～0.06％，Si0.30％～0.50％，Mn1.20％～1.80％，Cr0.20％～0.50％，Ni1.50％～3.00％，P＜0.010％，S＜0.005％，Ti0.01％～0.10％，Mo0.30～0.60％，B0.001％～0.008％，Al0.01％～0.03％，Nb0～0.06％，其余为Fe和不可避免杂质，且，C+Mn/10的值控制在0.18～0.20％之间，Al+Ti+10B的值控制在0.100～0.115％之间。

进一步，本发明埋弧焊丝成分中还包括Nb0～0.06％，重量百分比计在本发明焊丝成分设计中：

C元素含量对焊缝的强度和韧性具有较大的影响。当C含量较低时，焊缝强度较低，铁素体比例增加，韧性较高。当C含量较高时，焊缝强度增加，珠光体比例增加，焊缝韧性下降。将C含量控制在0.01～0.06％，用来提高焊缝的韧性。

Mn可以起脱氧作用，防止导致热裂纹产生的碳化铁夹杂物形成，促使铁素体晶粒和碳化物细化，从而提高焊缝的强度和韧性。本发明中Mn含量控制在较高的水平，主要用来提高焊缝强度，弥补低C造成的强度损失。将Mn含量控制在1.20～1.80％。